掘进机载式临时支护装置在城郊煤矿的应用

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摘 要 基于煤矿掘进巷道临时支护技术的现状，介绍了与掘进机配套的机载式临时支护装置结构和工作原理。分析了机载式临时支护装置与其他临时支护装置的优缺点。机载式临时支护装置增加了支护的强度，实现了综掘临时支护的机械化，缩短了工序时间，为综掘巷道的安全高效掘进和施工安全提供了条件。

关键词 综掘工作面；机载式临时支护；安全高效

中图分类号：TD353

随着综采工作面生产能力的提高，采准工作面布置量日趋增加，采准巷道的快速掘进和支护成为矿井高产高效、安全生产的关键点。目前我国煤矿综掘巷道采用的临时支护几乎均为窜管前探梁等手工作业方式，虽然在一定程度上缓解了掘进工作面迎头支护压力，且具有加工制作方便等特性，但在施工过程中存在速度慢、劳动强度大、支护强度低、安全性能差等问题。研究一种快速而安全的机械化临时支护装置已迫在眉捷。

1 临时支护现状

目前我国推行锚杆支护的综掘巷道，由于巷道围岩多为中等稳定和不稳定状况，顶板较破碎，支护形式为多种联合支护。因巷道断面小，在综掘施工巷道中支护机具大多配备风动单体锚杆钻机，钻进效能低、占用辅助时间长，由于掘锚速度慢，为避免空顶时间长引起顶板沉降和变形均采用临时支护。

城郊煤矿掘进工作面普遍使用的临时支护方式为：前探梁+背木临时支护和轻型单支柱+π型横梁临时支护2种方式，前一种形式支护为被动支护，没有初撑力，操作人员有进入空顶区架设作业的可能，存在安全隐患，安全性差，操作过程复杂，人工移动，用人多，劳动强度大，临时支护速度慢、效率低。第二种形式则支护速度慢，导致空顶时间长，顶板易发生沉降和变形，对水压要求较高，普遍性不高，而且工人抗运单体柱劳动强度大，操作人员有进入空顶区架设作业的可能，存在安全隐患。

2 掘进机载式临时支护装置的研究

为此，2012年5月，城郊煤矿在21201轨道顺槽综掘工作面安装使用了一套机载式临时支护装置。机载式临时支护装置由山东兖煤精益机电设备有限公司生产，安装在EBZ-160型掘进机上，代替原有的前探梁临时支护，成功地解决了困扰煤矿综掘工作面临时支护的难题。

机载式临时支护装置主要结构：支护机由底座、横架、翻转梁、顶梁四大机构及其配套液压系统组成。其中底座、横架、翻转梁对称布置于掘进机叉升架两侧，与之铰接的顶梁处于回收状态时匍匐于叉升架上部。底座依靠叉升架前后两对销轴固定在掘进机上。操纵阀组安装在司机台，双向液压锁、安全阀、节流阀、节流截止阀附装在各自油缸体上，液压源由独立的泵站提供，通过高压胶管与各油缸连接。

3 掘进机载式临时支护装置的工作原理

该机载临时支护装置工作时，用掘进机的原站供油，通过两位三通操作阀连通至支护油路，同时关闭掘进机的油路，把顶架前伸、侧伸伸出，把支护的钢带和钢网放在顶梁架上，用磁铁吸好，通过控制手柄使液压油经溢流阀到操作阀，供经分流集流阀分流进入双向锁，双向锁打开进入油缸，主架（顶架）和顶梁架打开，操控到所需要的角度和位置再升主架，升到巷道上顶板，把钢带和钢网压紧在巷道顶板上，关闭临时支护装置动力源。此时，人工进入掘进工作面进行锚杆支护作业。

4 掘进机载式临时支护装置的技术参数

5 掘进机载式临时支护装置的主要优点

1） 采用液压机械支护，避免了工人进入采空区进行支护的危险。

2） 超前支护系统由原来的被动型变为一种宏观意义上的主动支护，支护效果明显改善。

3） 节省了人力，降低了工人的劳动强度。

4） 机载超前支护使用了仲缩梁结构，支护作业时升起顶梁后町再伸出伸缩梁，有效加大了空顶支护面积。

5） 支护机可根据顶板倾斜程度来调节伸缩油缸，以适应不同条件下的顶板状况，确保超前支护紧贴顶板。

6） 为增加机载超前支护的支护强度，在支护机伸缩梁前焊接正面煤墙护网挂钩，架棚时可挂七正面煤墒护网，确保工作面迎头安全，提升工作面整体安全系数。

7） 操作简单，操作阀组少，管路少，便于维护。

8） 支护面积大，支护强度高，给工人创造了安全的作业环境，大大改善了掘进工作面迎头的支护状况。

6 结 论

通过井下实践证明，在我国煤矿现行综掘巷道布置形式和工况条件下，采用该装置完成临时支护，其结构没计更加合理，操作简单，实用性较强，对掘进工作面空顶区可实现快速有效支护，并可实现主动支撑顶板，有利于矿井的顶板安全管理。加快掘锚速度，缓解普遍存在的采掘失调、接续紧张的被动局面。

综掘巷道采用机载临时支护可有效地解决掘进工作面锚杆支护时控制顶板的问题，杜绝空顶作业造成的伤亡事故，减轻工人劳动强度，为综掘创造一个良好的作业环境。在提高综掘掘进速度的同时，还能保证锚杆支护时的安全性，以便推进我国煤矿综掘机械化的进一步提高。社会经济效益明显，推广应用前景广阔，对提升综掘快速掘进和临时支护的机械化有着现实和深远的意义。

参考文献

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[2] 胡林. 综掘临时支护技术的研究与应用[J].煤炭科学技术，2008（6）.

[3] 杜贻晶，顾颖诗，苏显明. 机载式临时支护装置在济宁二号煤矿的应用[J].煤矿现代化，2010（2）.

第一作者简介 李胜勇（1985年1月）男，河南滑县，助理工程师， 2009年毕业于华北水利水电学院资源与环境学院地理信息系统专业。永煤集团城郊煤矿综掘八队主管技术员，煤巷掘进技术管理。